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Etude des risques acoustiques grâce aux smartphones.

Activité pour sensibiliser les élèves aux risques acoustiques.

 

Licence Creative Commons
Ce(tte) œuvre est mise à disposition selon les termes de la Licence Creative Commons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions 4.0 International.

Utilisation des outils nomades (smartphones) pour étudier
les risques en acoustique
 Présentation
 
 
 

1.     Outils de mesure :

L’activité se fait avec les microphones des Smartphones (éventuellement microphone branché sur le Smartphone).

 

2.     Intérêts du Smartphone :

(mobilité, disponibilité, outil qui utilise le son souvent en haute  définition).

Les élèves peuvent utiliser leur propre outil réaliser des mesures dans différents lieu à différentes heures, ils peuvent par exemple dresser une carte de « pollution acoustique »

 

3.     Echelle de mesure.

Ici on mesure le niveau acoustique en dB.  Le son est considéré à risques à partir de 85dB.

 

4.     Etude des casques de baladeur :

Exemple avec deux Smartphones : Un des Smartphones génère le son, l’autre mesure le niveau acoustique

 

5.     Simulation du canal auditif

Le canal auditif mesure 25mm de long et à un diamètre d’environ 10mm. Le canal auditif est simulé par un tuyau semi flexible en matière plastique.

Simulation conduit auditif

 

6.     Où est le microphone ?

Avant de commencer l’activité, il faut trouver ou est le microphone (en général il est en bas à gauche. Pour trouver le microphone, nous allons nous aider du « canal auditif relié à un casque de baladeur (intra auriculaire) »

 

7.     Générer le son.

Utiliser une des applications « générateur de signal »

Démarrer l’application. Générer un son de 4500Hz, puissance maximale

Image Function Generator IOS

Exemple de génération du signal avec Function Generator sur IOS

 

8.     Mesurer le niveau acoustique :

Démarrer l’application : Decibel 10th (existe sur les deux systèmes d’exploitation)

Sur IOS: https://itunes.apple.com/fr/app/decibel-10th/id448155923?mt=8
Sur Android: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.skypaw.decibel

 

9.     Recherche le microphone :

Déplacer l’ensemble (casque+ Canal auditif) vers les lieux susceptibles de correspondre au microphone. Le niveau acoustique est maximal lorsque le canal auditif est en face du microphone.

 

Mesure niveau acoustique

 

10.Nécessité d’une calibration

Les smartphones ne sont pas calibrés. Soumis à un même bruit, ils donnent des valeurs de niveaux acoustiques différents

 

Calibration niveau sonore

 
 
 

11.Comment calibrer

Avec un bruit rose.

Le bruit rose délivre une puissance similaire par octave (par exemple il délivre la même puissance dans l’intervalle 256Hz-512Hz et l’intervalle 512Hz-1024Hz.

spectre bruit rose

Pink noise spectrum» par en:User:Ktimsen:Image:Pink noise spectrum.png. Sous licence Domaine public via Wikimedia Commons.

 

Le bruit blanc délivre une puissance constante quelque-soit la fréquence.

spectre bruit blanc

 

White noise spectrum». Sous licence Domaine public via Wikimedia Commons

Pour des raisons de similitude avec l’audition humaine, c’est le bruit rose qui est utilisé pour calibrer les appareils de mesures auditifs.

Calibration : aller dans les réglages et ajuster le niveau sonore

Onglet configuration Ecran calibration

 

 
 

12.Ecoute musique ou signal à une fréquence donnée.

Approcher le casque du baladeur du microphone, prendre par exemple 4500Hz, sinusoidal, amplitude 100.

Mesurer le niveau sonore ;

Faire varier, mettre le baladeur au maximum. Mesurer le niveau sonore.

 

13.Niveau sonore maximal.

Augmenter le niveau sonore (pb sur certains smartphones, par exemple le wiko cink five (85dB) et le nexus5 ( le micro sature à 90dB) 

Repérer les maximum des smartphones
 

14.Simulation du conduit auditif

-> Le signal est plus stable. 

Pour le vérifier, il suffit de faire une mesure avec et sans le conduit auditif.

 

15.Test des bouchons d’oreille

Avec conduits auditifs de la même taille un vide, le deuxième avec un bouchon en silicone, le troisième avec un bouchon en mousse. Atténuation suivant la fréquence. Il est possible de mesurer l’atténuation en fonction de la fréquence.

conduit auditif et bouchons d’oreille

 

16.Autres possibilités

mesurer le niveau acoustique dans différentes parties du lycée en fonction de l’heure. Dans la ville….

 

17.Références pour les risques en acoustique :

http://acces.ens-lyon.fr/acces/classe/numerique/smartphones